Citrullus lanatus

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Citrullus lanatus

• Da Taxonomia à Ecofisiologia

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Citrullus lanatus - Biogeografia

• A melancia é originária das regiões secas da
  África tropical, tendo um centro de
  diversificação secundário no Sul da Ásia.
• A melancia cultivada (C. lanatus var. lanatus)
  deriva provavelmente da variedade C. lanatus var.
  citroides existente na África Central.
• A cultura foi introduzida na América no séc XVI.
• (Porto, 2003)

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Citrullus lanatus Classificação botânica

• Família Cucurbitaceae
• Sub-família Cucurbitoideae
• Tribo Benincaseae
• Sub-tribo Benincasinae
• Gênero Citrullus
• Espécie Citrullus lanatus
• Variedade C. lanatus var. lanatus

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Citrullus lanatus Morfologia

• A melancia é uma planta herbácea de ciclo
  vegetativo anual.
• O sistema radicular é extenso, mas superficial,
  com um predomínio de raízes nos primeiros 60 cm
  do solo.
• Os caules rastejantes são angulosos, estriados,
  pubescentes, com gavinhas ramificadas.
• As folhas da melancia são profundamente lobadas.
• A espécie é monóica. As flores são solitárias,
  pequenas, de corola amarela.

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Citrullus lanatus Morfologia do fruto

• O fruto é um pepônio.
• 15. 5. Formato do fruto
• 1 globular
• 2 achatado
• 3 discóide
• 4 cilíndrico
• 5 oval
• 6 cordiforme
• 7 periforme
• 8 halteres
• 9 alongado
• 10 superior turbinado
• 11 coroado
• 12 inferior turbinado
• 13 curvado
• 14 pescoço curvo
• 15 outro

• 16. Gomos no fruto
• 0 ausentes
• 3 superficiais
• 5 intermediários
• 7 profundos

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Citrullus lanatus Morfologia do fruto

• 17. Cor da casca predominante na maturidade (é a
  cor que
• cobre a maior área na superfície do fruto, no
  caso de duas
• cores terem a mesma área, a cor mais clara é
  considerada
• predominante)
• 1 verde
• 2 azul
• 3 creme
• 4 amarelo
• 5 laranja
• 6 vermelho
• 7 rosa
• 8 marrom
• 9 cinza
• 10 preto
• 11 outra

• 18. Cor secundária da casca (é a cor que cobre a
  segunda
• maior área na superfície do fruto, no caso de
  duas cores terem
• a mesma área, a cor mais clara é considerada
  predominante)
• 0 sem cor secundária
• 1 branco
• 2 verde
• 3 azul
• 4 creme
• 5 amarelo
• 6 laranja
• 7 vermelho
• 8 rosa
• 9 outra

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Citrullus lanatus Morfologia do fruto

• 19. Desenho produzido pela cor secundária
• 0 sem cor secundária
• 1 pontilhado (manchas com menos de 0,5cm de
• diâmetro)
• 2 manchado (manchas com mais de 0,5cm de
  diâmetro)
• 3 listrado (com listras que vão desde o pedúnculo
  até a
• cicatriz do botão floral)
• 4 estriado (com marcas alongadas que não
  contínuas de
• um lado a outro do fruto)
• 5 bisseccional
• 6 outro

• 20. Textura da casca
• 1 lisa
• 2 granulada
• 3 levemente enrugada
• 4 superficialmente ondulada
• 5 em rede
• 6 com verrugas
• 7 com espinhos
• 8 outra
• Esquinas-Alcazar, J.T. Gulick, P.J.
• Genetic resources of Cucurbitaceae.
• Roma IBPGR, 1983. 101 p.

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Citrullus lanatus Fisiologia

• Sob condições ótimas de temperatura (25 a 30 ºC)
  a germinação epígia ocorre em 3 dias. A 15-20 ºC
  são necessárias 2 semanas para que ocorra a
  emergência. A colheita manual inicia-se 75 a 110
  dias após a sementeira. O pedúnculo é cortado com
  uma faca a cerca de 5 cm do fruto.

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Citrullus lanatus Cultivar Crimson Sweet

• Progênie de autofecundação, frutos grandes ou
  pequenos, redondos, polpa vermelha intensa, alto
  teor de sólidos solúveis, casca com listras
  verdes largas sobre um fundo claro e uniforme
  (Ferreira et al. 2006)
• Vale salientar que o tipo Crimson Sweet é a cor
  predominante comercialmente no país (Silva et al.
  2006).

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Citrullus lanatus Melhoramento Genético

• Devido ao sistema de cultivo praticado na região
  Nordeste, em condições de sequeiro e livre de
  insumos, que propicia uma interessante pressão de
  seleção para, por exemplo, genótipos tolerantes à
  seca, doenças e insetos-praga e mais adaptados à
  agricultura orgânica que preconiza um cultivo
  livre de adubos químicos (Ferreira et al. 2006),
  hipotetizou-se que as plantas de melancia
  mantidas por eles eram portadoras de genes úteis
  para o melhoramento de plantas, principalmente
  genes para resistência a doenças (Queiróz et al.
  2002).
• Caracteres como resistênia ao oídio, bem como de
  prolificidade, podem ser transferido para as
  cultivares comerciais, como a Crimson Sweet que é
  deficiente nos mesmos(Queiroz et al. 2002).

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Citrullus lanatus Melhoramento Genético

• A Embrapa Semi-Árido coordenou várias coletas de
  cucurbitáceas, obtendo, ao todo, 600 acessos de
  germoplasma de melancia em 53 municípios do
  Nordeste brasileiro (Queiróz 1993, Queiróz et al.
  1999).
• Desta forma, percebeu-se que o uso do germoplasma
  local, como fonte de matéria prima para o
  melhoramento de melancia, surge como uma
  alternativa promissora na obtenção de cultivares
  que apresentem padrão de casca semelhante ao da
  cultivar Crimson Sweet (Ferreira et al. 2006) e
  sobretudo que apresentem genótipos adaptados e
  resistentes aos principais estresses bióticos da
  cultura nas condições brasileiras (Queiroz
  Souza, 1998).

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Citrullus lanatus Melhoramento Genético

• Quanto à cor externa, foram encontrados frutos
  verde-claros e verde-escuros, porém lisos. Também
  foram encontrados frutos listrados, com listras
  estreitas e largas, verde-claras e verde-escuras
  (Queiroz et al. 2002).
• Desde final de 1996, a Embrapa Semi-Árido vem
  estudando a obtenção de híbridos de melancia sem
  sementes, a partir do desenvolvimento de linhas
  tetraplóides e diploides de melancia.
• Segundo Matsum e Nakai, as plantas 3n e as
  plantas 4n resultantes poderiam ser distinguidas
  no campo pelo uso de um marcador genético para a
  cor da fruta. Os pais diploide têm o verde escuro
  (D) a fruta, que é dominante ao verde claro (d)
  fruta dos pais tetraploide. As plantas de
  Triploide que resultam deste cruzamento terão
  listrado o verde (fruta de ds).

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Citrullus lanatus Pigmentação das Flores

• As cores são as características mais fortes das
  flores nas angiospermas e estão associadas aos
  sistemas de polinização próprios.
• Existem em plantas vasculares, especialmente na
  corola de angiospermas.
• Todas as cores das flores são formadas por um
  número pequeno de pigmentos.

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Citrullus lanatus Os Flavonóides são os
pigmentos mais importantes

• Muitas flores vermelhas, alaranjadas ou amarelas
  devem suas cores à presença de pigmentos
  carotenóides, semelhantes àqueles que ocorrem nas
  folhas da planta (e também em todas as
  angiospermas, algas verdes e outros organismos).
• No entanto, os mais importantes são os
  FLAVONÓIDES, cuja composição é dada por 2 anéis
  de 6 carbonos, ligados por uma unidade de 3
  carbonos.
• Nas folhas, os flavonóides bloqueiam a radiação
  ultravioleta externa, permitindo a entrada de
  comprimentos de onda verde-azulado e do vermelho,
  importantes para fotossíntese.

• Antocianinas são as principais determinantes da
  coloração das flores.
• São pigmentos vermelhos e azuis, solúveis em água
  e encontrados nos vacúolos, cuja acidez interfere
  na cor a ser apresentada.
• Os Carotenóides são solúveis em lipídeos e
  encontrados nos plastídeos.
• A Cianidina apresenta-se vermelha em soluções
  ácidas, violeta em soluções neutras e azul e
  soluções alcalinas.

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Citrullus lanatus Pigmentação das flores

• FLAVONÓIS são comumente encontrados em folhas e
  flores. Alguns não têm coloração, mas podem
  contribuir para os tons de marfim e branco em
  certas flores.
• As diferentes misturas de flavonóides e
  carotenóides, além de pH e propriedades
  estruturais irão produzir as cores
  características.
• Chalcona amarela é um tipo de flavonóide que
  absorve ultravioleta e permite que somente
  polinizadores específicos visitem àquela flor,
  que na parte mais externa é também amarela,
  entretanto, reflete o ultravioleta, devido a
  presença de carotenóides.

• Os padrões de ultravioleta são mais comuns em
  flores amarelas do que em outras flores.
• Já na ordem Chenopodiales, os pigmentos
  avermelhados não são antocianinas nem mesmo
  flavonóides.
• São compostos aromáticos mais complexos
  betacianinas (betalaínas) são famílias muito
  aprentadas.

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Citrullus lanatus Ecofisiologia

• Quando os frutos carnosos maturam, sofrem uma
  série de mudanças características, que são
  mediadas pelo hormônio etileno, havendo o aumento
  do conteúdo de açúcares, amolecimento do fruto
  causado pela quebra de substâncias pécticas e
  mudança de cor de verde-folha para vermelho
  brilhante, amarelo, azul ou preto.

17
(No Transcript)
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Co-evolução bioquímica

• Evitam a predação e a herbivoria.
• A citar alcalóides, quinonas, óleos voláteis
  (incluindo terpenóides), glicosídeos (incluindo
  cianogênicos e saponinos), flavonóides e até
  mesmo ráfides (cristais de oxalato de cálcio).

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Citrullus lanatus 70-kDa heat shock protein

• The glyoxysomal and plastid molecular chaperones
  (70-kDa heat shock protein) of watermelon
  cotyledons are encoded by a single gene.
  Wimmer,B., Lottspeich,F., van der Klei,I.,
  Veenhuis,M. and Gietl,C.
• "hsp70 long precursor produced by in vitro
  transcription and translation and was imported
  and proteolytically processed by isolated
  plastids the short version of the presequence
  harbors a consensus PTS2 peroxisomal targeting
  signal, which is functional and able to direct a
  reporter protein to peroxisomes of the yeast
  Hansenula polymorpha in vivo the PTS2
  information is hidden in the context of the 67 aa
  presequence localized to plastids and
  glyoxysomes"

20
Citrullus lanatus CDS tradução

• CDS translation "MASSTVQIHGLGAPSFAAASMRKSNHVSSRT
  VFFGQKLGNSSAFPTATFLKLRSNISRRNSSVRPLRIVNEKVVGIDLGTT
  NSAVAAMEGGKPTIVTNAEGKRTTPSVVAYTKIGDRLVGQIANRQAVVNP
  RDTFFSVKRFIGRKMSEVDEESKQVSYRVVRDENGNVKLECPAIGKQFAA
  EEISAQVLRKLVDDASKFLNDKVTKAVVTVPAYFNDSQRTATKDAGRIAG
  LEVLRIINEPTAASLAYGFEKKSNETILVFDLGGGTFDVSVLEVGDGVFE
  VLSTSGDTHLGGDDFDKRIVDWLAANFKRDEGIDLLKDKQALQRLTETAE
  KAKMELSSLTQANISLPFITATADGPKHIETTLTRAKFEELCSDLLYRLK
  TPVENSLRDAKLSFKDVHEVVLVGGSTRIPAVQELVKKMTGKEPNVTVNP
  DEVVALGAAVQAGVLAGDVSDIVLLDVSPLSLGLETLGGVMTKIIPRNTT
  LPTSKSEVFSTAADGQTSVEINVLQGEREFVRDNKSLGSFRLDGIPPAPR
  GVPQIEVKFDIDANGILSVTAIDKGTGKKQDITITGASTLPSDEVERMVS
  ERRKFAKEDKEKRDAIDTKNQADSVVYQTEKQLKELGDKVPGPVKEKVES
  KLGELKEAISGGSTEAIKEAMAALNQEVMQLGQSLYNQPGAAPGAGAGSE
  SGPSESTGKGPEGDVIDADFTDSK"

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Considerações Futuras

• CÉLULAS E TECIDOS VEGETAIS
• Um grupo de genes está envolvido na
  determinação do padrão radial da diferenciação
  tissular!
• RELAÇÃO ENTRE CAULE E FOLHA
• DESENVOLVIMENTO DA FLOR
• OS HORMÔNIOS VEGETAIS
• Etileno
• GIberelinas
• FATORES EXTERNOS E CRESCIMENTO VEGETAL
• Fotoperiodismo
• MOVIMENTO DE ÁGUA E SOLUTO NAS PLANTAS